سیستم احتراق خودرو چیست؟ انواع سیستم احتراق خودرو

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

از موتور خودرو به عنوان قلب تپنده خودرو نیز یاد می شود

آشنایی با طرز کار سیستم احتراق خودرو و اجزای آن 

موتور و سیستم احتراق خودرو

اصلی ترین قطعه ای که موجب روشن شدن و راه اندازی اتومبیل می شود، موتور خودرو است. به دلیل اهمیت فراوان موتور در کارکرد خودرو، از آن به عنوان قلب تپنده نیز یاد می کنند.

برای نخستین بار یک فیزیک دان اسکاتلندی به نام جیمز بار، موتوری تولید کرد که حرارت بخار را به نیروی حرکتی مبدل ساخت.

در عصر حاضر، با پیشرفت های بشر و به کارگیری سیستم های بنزینی و هیبریدی در راه اندازی خودرو به جای نیروی بخار از بنزین، گاز و گازوئیل استفاده می کنند.

سیستم احتراق خودرو

موتور اتومبیل با تلفیقی از بخار بنزین و هوا، به سیلندر ها نفوذ می کند و موتور را مشتعل می سازد. اشتعال به وجود آمده سبب تشکیل نیرویی می شود که پیستون های داخل سیلندر را به حرکت در می آورد. این حرکت به وسیله ی قطعات دیگر اتومبیل به چرخ ها منتقل می شود و سبب راه اندازی خودرو می گردد. 

به عبارتی دیگر، سیستم احتراق به موجب جرقه ای، ترکیب هوا و سوخت را درون سیلندر موتور شعله ور می سازد.

در سیستم احتراق خودرو موتور اتومبیل انرژی شیمیایی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند

انواع موتور احتراق اتومبیل

موتور احتراق به دو دسته ی داخلی و خارجی تقسیم می شود.

1. موتور احتراق داخلی یا درون سوز

موتوری که احتراق سوخت در داخل سیلندر آن صورت می گیرد. مایع مورد استفاده در این قبیل موتور ها معمولا دیزل، بنزین و گاز های مشابه است.

موتور های درون سوز انواع مختلفی دارند که برای مثال می توان به دیزل، اتوو وانکل اشاره کرد.

2. موتور احتراق خارجی

موتوراحتراق خارجی موتوری است که ترکیب سوخت و هوا در آن خارج از سیلندر مشتعل می شود. مایع مورد استفاده در این قبیل موتور ها برای به حرکت در آمدن قطعات ممکن است بخار باشد.

قطعات تشکیل دهنده موتور خودرو

قطعات سازنده ی موتور اتومبیل به گونه ای هستند که اختلال در هر کدام از آن ها موجب وارد شدن فشار به قطعه ی دیگر می شود. بدین ترتیب بازدهی موتور را کاهش می دهد.

موتور ماشین از مجموع قطعات سوپاپ پی سی وی، موتور استارت، سوپر شارژ، توربو شارژ، پمپ روغن، رینگ پیستون، فنر سوپاپ، شاتون، فلایول، تسمه تایم، میل سوپاپ، سوپاپ، کارتر، میل لنگ، پیستون، واتر پمپ، بوش سیلندر، واشر سیلندر، سر سیلندر، بلوک سیلندر و سیلندر ساخته شده است.

در ادامه شش مورد از قطعات اصلی موتور خودرو را که در به وجود آمدن احتراق خودرو نقش دارند بیان می کنیم.

• بلوک سیلندر

فرایند جرقه زنی و احتراق در داخل بلوک سیلندر انجام می شود لذا از مقاومت دمایی بالایی برخوردار است. همچنین قطعاتی از قبیل سیلندر، سر سیلندر، پیستون، شاتون، رینگ، میل لنگ و کارتل در درون این محفظه قرار دارند.

در سیستم های احتراق داخلی وجود سیلندر الزامی است

• سیلندر

در داخل بلوک سیلندر، استوانه ای آلومینیومی به نام سیلندر قرار دارد. وظیفه ی سیلندر مهیا سازی شرایط برای حرکت پیستون ها است. درواقع هر موتور برای بازدهی و عملکرد به سیلندر نیاز دارد.

• سوپاپ ها و میل بادامک ها

سوپاپ یکی از قطعات موتور خودرو است که برروی بلوک سیلندر یا واشر سر سیلندر قرار می گیرد. معمولا در ساخت سوپاپ از عنصر آلیاژ برای افزایش مقاومت در هوای سرد استفاده می شود.

وظیفه ی این قطعه زمان بندی و کنترل میزان ورودی و خروجی سوخت و هوا به داخل سیلندر است. به طور کلی زمان بندی حرکت سوپاپ ها به وسیله ی تسمه تایم و میل سوپاپ تنظیم می شود.

میل سوپاپ یا میل بادامک، در قسمت بالایی پیشرانه قرار گرفته است و به واسطه ی بادامک هایی که در ابتدای سوپاپ ها وصل هستند، زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها را کنترل می کند.

در شرایطی که سوپاپ زود تر از زمان استاندارد روند تخلیه را طی کند، آوانس رخ می دهد. آوانس اتومبیل وضعیت احتراق در سیلندر ها را توسعه می دهد.

 متقابلا در صورتی که سوپاپ دیر تر از زمان استاندارد بسته شود، ریتارد شکل می گیرد. در ریتارد دور موتور پایین است لذا قادر به کاهش فشار وارده و حرارت می باشد.

• پیستون

از قطعه ی پیستون در ساخت موتور های رفت و برگشتی بهره می گیرند. در داخل موتور، وظیفه ی کاهش و افزایش حجم مخلوط سوخت و هوا برای شعله ور شدن بر عهده ی پیستون قرار دارد. به عبارتی دیگر پیستون به عنوان رابطی میان محل انفجار برق و میل لنگ عمل می کند.

• شاتون

شاتون یکی از قطعات تشکیل دهنده موتور خودرو است. این قطعه با وجود سبک بودن نقش اساسی در برقراری احتراق از پیستون به میل لنگ را ایفا می کند. 

برای ساخت شاتون از عنصر فولاد استفاده می شود؛ زیرا ضربات وارده از احتراق بسیار سنگین هستند و برای برقراری ارتباط نیازمند دوام بالا است.

• میل لنگ

میل لنگ یکی از قطعات داخلی موتور می باشد که برای ادامه ی کارکرد نیازمند روغن است. این قطعه حرکت خطی پیستون ها را به حرکت دورانی مبدل می سازد.

در ساخت میل لنگ ها نیز برای افزایش کارایی و مقاومت از ترکیب عنصر فولاد با آلیاژ و کروم استفاده می شود.

• فلایول

فلایول قطعه ای بشقابی شکل در داخل موتور خودرو است. فلایول به وسیله ی دیسک و صفحه موظف به انتقال نیرو به گیربکس است. علاوه براین نیروهای دریافتی از میل لنگ را برای کاهش فشار به موتور استفاده می کند.

فلایول نیرو را به گیربکس منتقل می کند

انواع سیستم احتراقی خودرو

از ابتدای ساخت اولین موتور احتراقی، سیستم های متفاوتی برای ایجاد جرقه در محفظه احتراق تولید شدند. سیستم های جرقه ای وجه اشتراکات و تمایزات بسیار زیادی باهم دارند لذا گروه بندی آن ها میسر نیست.

سیستم های احتراقی اتومبیل شامل سیستم پلاتینی، هوشمند، تراکمی، مگنتی و الکترونیکی هستند. در ادامه ی مبحث سه نوع از پرطرفدارترین سیستم های احتراقی را شرح می دهیم.

• سیستم جرقه یا بنزینی مگنتی

یکی از سیستم های جرقه زنی در اتومبیل سیستم مگنتی است که در روند تأمین برق اولیه برای جرقه زدن، به باتری نیاز ندارد. در این نوع سیستم، هنگامی که موتور خودرو شروع به کار می کند، جریان حرکتی موتور به جریان الکتریکی تبدیل می گردد و برق اولیه تولید می شود.

• سیستم تراکمی یا دیزلی

موتور های دیزلی فاقد شمع هستند و به وسیله ی مکش هوا و متراکم ساختن آن روند اشتعال را طی می کنند.

• سیستم جرقه الکترونیکی

در عصر حاضر در بیشتر خودرو های بنزینی از سیستم الکترونیکی بهره می گیرند.

اجزای تشکیل دهنده ی سیستم احتراق خودرو

1. باتری خودرو

در سیستم احتراق و سوخت رسانی اتومبیل، وظیفه ی تامین نیروی الکتریسیته به منظور جرقه زدن توسط باتری خودرو میسر می گردد.

2. شمع

شمع یکی از قطعات اصلی برای ایجاد جرقه ی احتراق است. این قطعه ی مصرفی برای جرقه زدن نیازمند 40000 الی 100000 ولت برق می باشد.

دهانه ی شمع، جریان الکتریسیته را عبور می دهد و به وسیله  ی الکترود ها جرقه را مشتعل می سازد. به عبارتی دیگر، در قسمت ابتدایی شمع ها دو الکترود داخلی و میانی وجود دارد.

در روند جرقه زدن به الکترود داخلی برق مثبت با ولتاژ بالا و به الکترود میانی برق منفی جریان پیدا می کند. به دلیل فاصله ی ایجاد شده  میان دو الکترود، تخلیه الکتریکی رخ می دهد و موجب ایجاد جرقه می گردد. در نتیجه منجر به شعله ور شدن مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر می شود.

شمع های مورد استفاده در اتومبیل انواع متعددی دارند. برای نمونه می توان به شمع نیکلی، چند الکترودی، گرم، سرد و پلاتینیومی اشاره کرد.

شمع به عنوانی بخش از سیستم احتراق خودرو وظیفه اصلی ایجاد جرقه را دارد

3. کوئل

اتومبیل های احتراق داخلی برای جرقه زدن و شعله ور سازی نیروی موجود در سیلندر، به برقی با ولتاژ بالا نیاز دارند.

میزان ولتاژ خروجی باتری ها معمولا 12 ولت است. مسلما این میزان برق برای ایجاد جرقه مناسب نمی باشد. در نتیجه قطعه ی کوئل به دلیل مکانیزم خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

کوئل سیم پیچی تقویت کننده متشکل از سیم پیچی اولیه و ثانویه می باشد که ولتاژ تولید باتری را تقویت می کند. این قطعه جریان برق را از باتری با ولتاژ پایین جذب می کند و بر پایه ی القای الکتریکی ولتاژ مورد نیاز را با هدف جرقه زنی به سیلندر و شمع ها منتقل می سازد. 

4. دلکو 

دلکو قطعه ای است که به وسیله ی چند خروجی، برق ایجاد شده توسط کوئل را در میان سیلندر های اتومبیل به میزان معین تقسیم می کند. به عبارتی دیگر دلکو، زمان دقیق جرقه زنی را کنترل می کند. 

 در خودرو های کاربراتوری تنظیم زمان مناسب انتقال برق به سیلندر توسط قطعه ی  دلکو شکل می گیرد. در صورتی که در خودرو های انژکتوری، اطلاعات انتقال برق توسط سنسور های کامپیوتر خودرو مشخص می شود.

5. وایر شمع

همان طور که بیان کردیم انتقال برق در ابتدا از قطعه ی کوئل آغاز می شود. سپس به دلکو و در نهایت به وایر شمع می رسد.

وایر شمع سیمی واسطه ای میان دلکو و شمع های اتومبیل است که وظیفه دارد جریان برق را به اندازه و در زمان مناسب به شمع ها برساند. شمع ها نیز با جرقه زدن روند احتراق در موتور را طی کنند.

به مرور زمان کربن موجود در سیم های وایر شمع به دلیل حرارت بالا از بین می روند و موجب اختلال در کارایی موتور می گردد.

گردآوری : بخش خودور بیتوته